Нечеткие зависимости (лингвистические правила) в управлении процессом вельцевания

Оперативное управление процессом вельцевания целесообразно осуществлять на основе нечетких зависимостей (лингвистических правил), которые более адекватно отражают реальные процессы управления печью человеком-оператором. Преимущество использования лингвистических правил состоит в том, что они позволяют:

– учесть качественные суждения и качественный опыт управления печами;

– создавать правила для нечетких ситуаций управления печью, когда не известны причины отклонений параметров режимов от номинальных значений;

– органично вписываются в формат инструкций оператора печи по рациональному ведению режимов.

Нечеткие правила необходимо формулировать для приведения текущих режимов печи к Парето-оптимальным режимам, методика выделения которых приведена выше. Другими словами, нечеткие правила должны представлять собой инструкции оператору как при наличии отклонений режимных параметров привести их к Парето-оптимальным значениям.

В рамках указанного подхода состояние печи представляется лингвистическими переменными, а задача оперативного управления структурируется на основе следующих категорий: «Отклонение», «Причина», «Действие», «Результат», «Оценка». Под отклонением понимается отклонение режимных параметров печи от расчетных значений. Эти отклонения выражаются:

– в случае количественной оценки – числом;

– в случае качественной оценки отклонения определяются: «много ниже нормы», «ниже нормы», «несколько ниже нормы», «норма», «несколько выше нормы», «выше нормы», «много выше нормы». По категории «Причина» указываются причины возникших отклонений. Под действием понимается корректирующие действия, выполняемые оператором для того, чтобы привести текущий режим к расчетному режиму. Действия измеряются по качественной шкале – шкале интенсивности: «значительно добавить», «добавить», «слегка добавить», «расчетное действие», «слегка убавить», «убавить», «значительно убавить». Результат выражается количественными оценками для базовых параметров: M_ZnO, V_CO2, V_O2. Для категории «Оценка» вводится шкала оценок со следующими градациями: «оптимально», «субоптимально», «допустимо», «недопустимо».

В указанных шкалах создается реляционная база данных по ведению технологического процесса печи, форма заполнения которой приведена в таблице 12.1. В результате формируется статистика ведения режимов печи. На основе статистической обработки выявляются правила оптимального управления процессом вельцевания.

Предложенный подход позволяет улучшить процесс вельцевания за счет приведенных выше градаций. Так, например, содержание цинка и свинца в клинкере может превышать установленную норму. Причиной этого отклонения может являться повышенная загрузка печи или недостаточная подача вторичного воздуха.

В технологической инструкции по переработке цинковых кеков вельцеванием в условиях комплекса вельц-печи № 5 ОАО «ЧЦЗ» имеются данные по отклонениям, носящим технологический характер, а также указаны причины отклонений и меры по нормализации процесса. Фрагмент указанных данных приведен в таблице 12.2. Однако, как можно видеть из таблицы 12.2, в технологической инструкции отклонения и действия по устранению отклонений не имеют градаций, отсутствует категория «Результат», а также не производится оценка режима процесса вельцевания после принятия мер по устранению отклонений параметров вельц-печи от расчетных значений.

Таблица 12.2

Фрагмент технологической инструкции по переработке цинковых кеков вельцеванием

в условиях комплекса вельц-печи № 5 ОАО «ЧЦЗ»

При автоматизации управления процессами вельцевания цинковых кеков наряду с задачами контроля и стабилизации режимных параметров целесообразно решать задачу оптимизации режимов процессов вельцевания.

Решение задачи оптимального управления вельц-процессом осуществляется на основе выявления области Парето в пространстве основных показателей эффективности указанного процесса.

В работе предложен алгоритм выделения области Парето оптимальных режимов в информационной базе данных АСУ ТП.

Применение предложенного алгоритма выделения области Парето позволяет организовать оптимальное управление технологическим процессом в печи, обеспечивающее повышение его эффективности.

В работе предлагается оперативное управление процессом вельцевания осуществлять на основе нечетких зависимостей (лингвистических правил), которые должны представлять собой инструкции оператору как при наличии отклонений режимных параметров привести их к Парето-оптимальным значениям.